[发明专利]一种自锐性金刚石及其制备方法

说明书

本发明属于金刚石技术领域，具体涉及一种自锐性金刚石及其制备方法。本发明提供的自锐性金刚石由石墨柱经渗氮处理后制备得到；所述石墨柱包括以下质量百分含量的组分：28～31％钴，9～12％镍，1.8～2％铈，0.8～1％硼，55～59％石墨。在本发明中，特定含量的铈使自锐性金刚石颗粒表面粗糙，使自锐性金刚石在磨削过程中以微刃破碎的方式脱落露出新的锋利面，使自锐性金刚石保持着持续锋利面，提高了自锐性金刚石的利用率；同时本发明提供的自锐性金刚石在制备过程中经过了渗氮处理，使氮原子在金刚石的合成过程中替换了金刚石中部分碳原子，降低了自锐性金刚石的强度。

技术领域

本发明属于金刚石技术领域，具体涉及一种自锐性金刚石及其制备方法。

背景技术

金刚石作为自然间最硬的物质，主要用于切割、磨削、抛光、钻探等领域。随着科技的不断发展近年来金刚石的应用领域不断扩大，涉及兵器、航空航天、石材建材、半导体、光伏产业、宝石、矿业开采、汽车机械、电子电器等多种行业；金刚石用量也逐年上升。然而金刚石应用在一些硬质材料(例如氧化锆相关材料、硬质合金、不锈钢等)中时具有较低的利用率，易造成资源浪费。

制备得到具有较高利用率的金刚石以减少资源浪费是目前急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自锐性金刚石，本发明提供的自锐性金刚石表面粗糙，在磨削过程中以微刃破碎方式脱落露出新锋利面，利于使自锐性金刚石保持着持续锋利面，提高了金刚石的利用率。

本发明提供了一种自锐性金刚石，所述自锐性金刚石由石墨柱经渗氮处理后制备得到；所述石墨柱包括以下质量百分含量的组分：

本发明还提供了上述技术方案所述自锐性金刚石的制备方法，包括以下步骤：

按照原料配比将钴、镍、铈、硼和石墨混合后压制成型，得到石墨柱；

将所述石墨柱依次进行渗氮处理和压制合成，得到所述自锐性金刚石。

优选的，所述钴、镍、铈、硼和石墨为粉状，所述钴、镍、铈、硼和石墨的粒径独立的为≤48μm。

优选的，所述石墨为经过石墨化处理后的石墨，所石墨化处理的温度为2800～3000℃，时间为25～30天。

优选的，所述渗氮处理的压力为0.5～0.7MPa，时间为23～25h。

优选的，所述压制合成在压机中进行，所述压制合成的压力为4.8～5Gpa，温度为1350～1400℃，时间为34～38min。

优选的，所述压制成型包括以下步骤：

将所述混合得到的混合料进行等静压处理，得到高密度成型体；

将所述高密度成型体破碎后第一压制成石墨柱。

优选的，所述等静压处理的压力为180～190MPa，时间为10～15min；所述第一压制的压力为60～65MPa，时间为4～6s。

优选的，在进行所述压制合成之前对渗氮处理后的石墨柱进行组装，所述组装包括以下步骤：

将石墨柱装入钢杯中，将装有石墨柱的钢杯装入陶瓷绝缘杯；

在所述陶瓷绝缘杯的表面设置加热带后装入叶腊石块中，得到初级合成块；

将所述初级合成块的两端加装加热片和钢帽，得到合成块。

优选的，将所述合成块进行压制合成前，还包括对所述合成块进行烘烤，所述烘烤的温度为120～140℃，时间为7.5～8.5h。